Полимерная революция началась в 40-х годах XX века

Популярная механикаНаука

Что умеют "умные" полимеры: панацея будущего

Доставить лекарство по «точному адресу», распылить солнечную батарею на крыше, решить проблему нехватки пресной воды и создать импланты, неотличимые по свойствам от оригинала, — все это позволят сделать умные полимеры. О результатах и перспективах этого направления рассказывают заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ и лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ Дмитрий Иванов и его сотрудники.

Оригинал статьи опубликован на сайте журнала "За науку" Московского Физико-Технического Института.

Полимерная революция началась в 40-х годах XX века, когда люди впервые отказались от естественных, натуральных материалов и синтезировали то, чего никогда в природе не было. Яркий пример — нейлоны, полиамиды и полиэтилен. Такой абсолютно искусственный материал, как полиэтилен, оказался уникальным по своим структурам и механическим свойствам: волокно полиэтилена, например, прочнее стали. Корреляции между структурами материалов и их свойствами стали выделяться в целое направление материаловедения, ученые начали специально заниматься изучением таких корреляций для создания новых функциональных материалов - так родилась наука о полимерах.

Битва за специализацию

В 60-е годы считалось, что будущее за специализированными полимерами. Тогда казалось, что совсем скоро будут открыты полимерные материалы, идеально подходящие каждый для своей задачи, и многотоннажное производство универсальных пластиков сократится.

Это предсказание не сбылось, индустрия специализированных полимеров с годами не выросла. Это связано с тем, что все промышленное производство сегодня, как и полвека назад, оптимизировано под отдельные универсальные полимеры, и перестраивать его очень дорого. Основное усилие разработчиков на протяжении полувека остается направленным на то, чтобы научиться контролировать макромолекулярную структуру и свойства полимера. Сегодняшние универсальные пластики - такие, как полипропилен — это совсем не те материалы, которые выпускались под теми же названиями десятилетия назад. Как правило, это целые семейства сополимеров с разными свойствами.

Но сегодня к специализированным полимерам возвращаются - правда, пока что чаще в университетских лабораториях, чем в заводских цехах. Современные технологии позволяют получать полимеры с удивительными свойствами - и решать с их помощью невероятные задачи, от опреснения воды до адресной доставки лекарств. О том, как и зачем делают "умные" полимеры, рассказывают заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ и лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ Дмитрий Иванов и его сотрудники.

Полный контроль

Умные полимеры обладают способностью сильно реагировать на относительно слабое внешнее воздействие. Они могут резко изменить форму или состояние при перемене температуры, влажности, кислотности, освещения. Эти материалы реагируют даже на самое малое внешнее возмущение. Можно, например, излучением вызывать изменение в конформации полимерных цепочек, которое приведет к глобальной перестройке всей структуры полимера. Классические материалы — сплавы, керамика — состоят из достаточно простых кирпичиков: атомов, ионов или соединений из нескольких атомов. Поэтому для них подобные сильные отклики на малое внешнее возмущение практически недостижимы.

«Область, в которой мы работаем, называется "сложные жидкости". Это еще один термин для обозначения "умных" материалов. В каждом элементарном "кирпичике" такого материала могут быть десятки и даже сотни атомов, которые составляют мономер. Из этих мономеров мы выстраиваем полимерную цепочку.Структурная сложность мономеров обусловливает сложность взаимодействий между ними. В силу того, что материал организован в широком диапазоне шкал (от ангстремов до сотен нанометров), он обладает богатой палитрой возможных взаимодействий», — рассказывает директор исследований при французском Национальном центре по научным исследованиям, заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ и лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ Дмитрий Иванов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Константин и хаос междуцарствия Константин и хаос междуцарствия

Отречение великого князя от престола оказалось удобным поводом для мятежа

Дилетант
Конец банковской тайны? Что изменится после решения Федерального суда Швейцарии Конец банковской тайны? Что изменится после решения Федерального суда Швейцарии

Как изменится банковская система Швейцарии?

Forbes
Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная

Будущее уже наступило, а мы этого даже не заметили

Esquire
Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году? Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году?

Квентин Тарантино опять переиграл историю и показал, что такое фирменное кино

Forbes
Подключаем одну антенну к двум телевизорам: пошаговая инструкция разводки Подключаем одну антенну к двум телевизорам: пошаговая инструкция разводки

Делим эфирное телевещание с одной антенны на два телевизора

CHIP
Как два сибиряка построили бизнес на шаурме с оборотом в 500 млн рублей в год Как два сибиряка построили бизнес на шаурме с оборотом в 500 млн рублей в год

История новосибирского бренда «Дядя Дёнер» началась с убыточной шаурменной

Forbes
Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз

Кейс Tumblr — это история стартапа на миллиард долларов

Forbes
Русское наследие: новая коллекция Axenoff Русское наследие: новая коллекция Axenoff

Украшения, которые можно передавать по наследству и носить как талисман

Vogue
Пабы, крабы и пираты: особенности яхтинга в разных регионах Пабы, крабы и пираты: особенности яхтинга в разных регионах

Яхтинг с дождями, холодными ветрами и даже современными пиратами

Forbes
Потерявшие себя Потерявшие себя

Как помочь больным деменцией и их семьям

Русский репортер
Неделя потребления: юбилей покорения Луны и драйв «Пикника Афиши» Неделя потребления: юбилей покорения Луны и драйв «Пикника Афиши»

Что принесло нам начало августа

Forbes
Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так) Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так)

Храбро, красиво и очень трогательно

Playboy
Volkswagen затеял глобальную перестройку. Что ждет компанию? Volkswagen затеял глобальную перестройку. Что ждет компанию?

Бренд стоит на пороге самых масштабных изменений в истории

РБК
10 лучших банков для российских миллионеров — 2019 10 лучших банков для российских миллионеров — 2019

Ежегодный рейтинг лучших российских и иностранных банков для миллионеров

Forbes
Renault Arkana. Будем ездить в купе Renault Arkana. Будем ездить в купе

Создавать ажиотаж — тонкое искусство

4x4 Club
Наука «Аполлонов» Наука «Аполлонов»

Какие новые знания дали человечеству полёты американских астронавтов на Луну?

Наука и жизнь
«Вернуться домой в 33: что я поняла за два года жизни с токсичной матерью» «Вернуться домой в 33: что я поняла за два года жизни с токсичной матерью»

Отношения с матерью — почти всегда история непростая

Psychologies
Восточная сказка Восточная сказка

Дизайнер и коллекционер Сердар Гюльгюн воплотил давнюю мечту

AD
Дорогие сердцу Дорогие сердцу

Аромат по цене сумки — тяжелая ноша женщин с хорошим вкусом

Vogue
Отдых и физические нагрузки влияют на нашу карьеру сильнее, чем мы думаем Отдых и физические нагрузки влияют на нашу карьеру сильнее, чем мы думаем

Без отдыха и спорта мы можем рухнуть с карьерного Олимпа

Psychologies
От Билла Гейтса до Оляши: как семья московских изобретателей запустила глобальный бизнес из гаража От Билла Гейтса до Оляши: как семья московских изобретателей запустила глобальный бизнес из гаража

Бизнес семьи Косиков начался с попытки помочь другу, который остался инвалидом

Forbes
Чтобы помнили Чтобы помнили

Прошло уже 15 лет с того дня, когда Беслан стал городом скорби

StarHit
Восстановиться после развода: 7 советов психотерапевта Восстановиться после развода: 7 советов психотерапевта

Разрыв отношений — всегда болезненный период, причем для обеих сторон

Psychologies
Впервые в истории Gucci назначили директора по вопросам кадрового разнообразия Впервые в истории Gucci назначили директора по вопросам кадрового разнообразия

В Gucci появится специалист по вопросам разнообразия, равенства и инклюзии

Forbes
Анастасия Мурзина-Бенуа: «У нас в квартире висела „Мадонна“ Леонардо да Винчи» Анастасия Мурзина-Бенуа: «У нас в квартире висела „Мадонна“ Леонардо да Винчи»

Праправнучка архитектора Леонтия Бенуа живет в его квартире и открыла там музей

Собака.ru
Яблоко от яблони? Как живут дети самых эпатажных звезд Яблоко от яблони? Как живут дети самых эпатажных звезд

Герои нашей подборки вряд ли хотели бы повторить судьбы своих родственников

Cosmopolitan
6 нелепых ошибок, которые способны привести к разводу (при чем тут пепси?) 6 нелепых ошибок, которые способны привести к разводу (при чем тут пепси?)

Мелочи, которые способны убить даже крепкие отношения

Playboy
Тест ноутбука Lenovo Yoga S940-14IWL: мощный и элегантный Тест ноутбука Lenovo Yoga S940-14IWL: мощный и элегантный

Новый премиальный ультратонский ноутбук Yoga S940-14IWL

CHIP
Щедрая реструктуризация Украины: как заработать на непостоянстве экономического роста страны Щедрая реструктуризация Украины: как заработать на непостоянстве экономического роста страны

ВВП Украины во втором квартале неожиданно вырос на 4,6%

Forbes
Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты

150 млн поклонников видеоигр из Китая, привлекают в страну крупные проекты

Forbes
Открыть в приложении